(57)【要約】【課題】ポンプ内で送液と同時に乳化することにより、一様な流れの中で処理液に剪断力を付与し、短時間で均一な乳化状態とすることができる乳化ポンプを提供すること。【解決手段】ロータ２の前面に、ロータ２より内側に外周面を有する複数の遠心羽根３を突設し、遠心羽根３の外周面に摺接する筒状の内側ステータ５をスリットＳを備えて形成するとともに、内側ステータ５の外側にロータ２の外周面に摺接する筒状の外側ステータ６を配設し、外側ステータ６の内周面及びロータ２の外周面に、相互に一致する位置で下流側流路７への連通部を形成する複数の溝６１、２１をそれぞれ周方向に断続的に形成しする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ケーシングの内部に円板状のロータを回転可能に配設し、該ロータに設けた遠心羽根により、流入口から遠心羽根の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、前記ロータの前面に、ロータより内側に外周面を有する複数の遠心羽根を突設し、該遠心羽根の外周面に摺接する筒状の内側ステータをスリットを備えて形成するとともに、該内側ステータの外側にロータの外周面に摺接する筒状の外側ステータを配設し、該外側ステータの内周面及びロータの外周面に、相互に一致する位置で下流側流路への連通部を形成する複数の溝をそれぞれ周方向に断続的に形成したことを特徴とする乳化ポンプ。
【請求項２】
前記遠心羽根の外周面に、複数の溝を周方向に断続的に形成したことを特徴とする請求項１記載の乳化ポンプ。
【請求項３】
前記外側ステータを、ケーシングの一部に着脱可能に固定したことを特徴とする請求項１又は２記載の乳化ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳化ポンプに関し、特に、ポンプ内で送液と同時に乳化することにより、一様な流れの中で処理液に剪断力を付与し、短時間で均一な乳化状態とすることができる乳化ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心羽根を有する送液ポンプは、円筒状ケーシングの内部に円板状のロータを回転可能に配設し、該ロータに設けた遠心羽根により、流入口から遠心羽根の外側に液体を導入するようにしているが、乳化をしながら送液するポンプは従来はなかった。
【０００３】
一方、容器内で乳化させる場合は、例えば、下記特許文献に示されように、攪拌具を処理液中で高速回転し、該撹枠具の回転に伴う処理液の回転により、処理液を中空の薄膜状で回転させながら攪拌具の端部で攪拌する方法がある。
この場合、処理液を中空の薄膜状で回転させるため、処理液の送り能力が弱く、処理液が一様に攪拌具で攪拌されることが困難であり、目的の乳化状態を得るためには処理時間が長くかかるという問題があった。
【特許文献１】特許第３０７２４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の乳化装置が有する問題点に鑑み、ポンプ内で送液と同時に乳化することにより、一様な流れの中で処理液に剪断力を付与し、短時間で均一な乳化状態とすることができる乳化ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の乳化ポンプは、円筒状ケーシングの内部に円板状のロータを回転可能に配設し、該ロータに設けた遠心羽根により、流入口から遠心羽根の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、前記ロータの前面に、ロータより内側に外周面を有する複数の遠心羽根を突設し、該遠心羽根の外周面に摺接する筒状の内側ステータをスリットを備えて形成するとともに、該内側ステータの外側にロータの外周面に摺接する筒状の外側ステータを配設し、該外側ステータの内周面及びロータの外周面に、相互に一致する位置で下流側流路への連通部を形成する複数の溝をそれぞれ周方向に断続的に形成したことを特徴とする。
【０００６】
この場合において、前記遠心羽根の外周面に、複数の溝を周方向に断続的に形成することができる。
【０００７】
また、前記外側ステータを、ケーシングの一部に着脱可能に固定することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の乳化ポンプによれば、円筒状ケーシングの内部に円板状のロータを回転可能に配設し、該ロータに設けた遠心羽根により、流入口から遠心羽根の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、前記ロータの前面に、ロータより内側に外周面を有する複数の遠心羽根を突設し、該遠心羽根の外周面に摺接する筒状の内側ステータをスリットを備えて形成するとともに、該内側ステータの外側にロータの外周面に摺接する筒状の外側ステータを配設し、該外側ステータの内周面及びロータの外周面に、相互に一致する位置で下流側流路への連通部を形成する複数の溝をそれぞれ周方向に断続的に形成することから、遠心羽根の回転により内側ステータのスリットが開閉を繰り返し、処理液に乱流を発生させるとともに、遠心羽根と共に回転する処理液が内側ステータのスリットを通過する際に剪断力を付与し、さらに、内側ステータと外側ステータの間で処理液を混合するとともに、遠心羽根の回転により開閉を繰り返す遠心羽根と外側ステータの溝により、処理液に第２の乱流と剪断を付与することができる。
また、ポンプ内で送液と同時に乳化することから、処理液はすべて一様にポンプ内の構造を通過し、一様な流れの中で回転による剪断力を受けることになり、これにより、処理液を短時間で均一な乳化状態とすることができる。
【０００９】
この場合、前記遠心羽根の外周面に、複数の溝を周方向に断続的に形成することにより、回転する遠心羽根の溝と内側ステータのスリットによって、処理液に渦巻きや衝突、キャビテーションを発生させ、乳化をより促進することができる。
【００１０】
また、前記外側ステータを、ケーシングの一部に着脱可能に固定することにより、外側ステータを容易に交換することができ、これにより、外側ステータの溝の大きさや深さ、形状、数等を処理液に応じて変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の乳化ポンプの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図３に、本発明の乳化ポンプの一実施例を示す。
この乳化ポンプは、円筒状ケーシング１の内部に円板状のロータ２を回転可能に配設し、該ロータ２に設けた遠心羽根３により、流入口４から遠心羽根３の外側に液体を導入するもので、ケーシング１の後方には、ロータ２を回転させるモータＭが配設されている。
そして、この乳化ポンプは、かかる構成のポンプにおいて、前記ロータ２の前面に、ロータ２より内側に外周面を有する複数の遠心羽根３を突設し、該遠心羽根３の外周面に摺接する筒状の内側ステータ５をスリットＳを備えて形成するとともに、該内側ステータ５の外側にロータ２の外周面に摺接する筒状の外側ステータ６を配設し、該外側ステータ６の内周面及びロータ２の外周面に、相互に一致する位置で下流側流路７への連通部を形成する複数の溝６１、２１をそれぞれ周方向に断続的に形成している。
【００１３】
ケーシング１は、図４にも示すように、円筒状のケーシング本体１１と、該ケーシング本体１１の前側に配設された前面ケーシング１２と、ケーシング本体１１の後側に配設された後面ケーシング１３とを備え、ケーシング本体１１には、処理液の流出口１４が設けられている。
前面ケーシング１２は、図６にも示すように、ロータ２の軸心前方に設けられた液体流入口４を備え、内側ステータ５がその内側に固定されている。
後面ケーシング１３は、ロータ２とモータＭの間に介在し、ロータ２の回転軸をシールするメカニカルシール１５を備えている。
これらケーシング本体１１、前面ケーシング１２及び後面ケーシング１３は、バンドクランプ１６によって共締めすることにより一体化されている。
この場合、ケーシング本体１１と前面ケーシング１２の間には、外側ステータ６の一部が挟まれており、これにより、外側ステータ６はバンドクランプ１６を外すことによって容易に取り外して交換できるようになっている。
【００１４】
ロータ２は、図５に示すように、円板状のものからなり、その外周面には、多数の軸方向の溝２１が周方向に断続的に形成されている。
このロータ外周面の溝２１は、内側ステータ５と外側ステータ６の間に形成される空間部８に対して開放されており、ロータ２の回転により、摺接する外側ステータ６の溝６１と一致したときに、空間部８と下流側流路７とを連通させるようになっている。
【００１５】
また、ロータ２の前面には複数の遠心羽根３が放射状に配設されている。この遠心羽根３は、図５に示すように、正面視が三角形のものからなり、その底辺となる外周面は、ロータ２と同心円で少し小径の円の円弧に形成されている。
また、遠心羽根３の外周面には、複数の溝３１が周方向に断続的に形成されている。この遠心羽根外周面の溝３１は、軸方向に形成されており、前面ケーシング側に開放されている。
【００１６】
内側ステータ５は、図６に示すように、前面ケーシング１２に固定されており、その周面には、多数の軸方向のスリットＳが周方向に断続的に形成されている。
内側ステータ５の外側には、該内側ステータ５と外側ステータ６とロータ２とで区画される空間部８が形成されている。
【００１７】
外側ステータ６は、図１に示すように、その一部をケーシング本体１１と前面ケーシング１２の間に挟んだ状態で、バンドクランプ１６を締着することによりケーシング１に固定されており、バンドクランプ１６を外すことによって容易に取り外して交換できるようになっている。
外側ステータ６の内周面には、図７に示すように、多数の軸方向の溝６１が周方向に断続的に形成されている。
この外側ステータ内周面の溝６１は、下流側流路７に対して開放されており、ロータ２の回転により、摺接するロータ外周面の溝２１と一致したときに、空間部８と下流側流路７とを連通させるようになっている。
【００１８】
次に、本実施例の乳化ポンプの作用を説明する。
モータによりロータ２を回転させると、ロータ２の遠心羽根３が流入口４から処理液を吸い込み、流出口１４から吐出する。
この場合、流入口４から吸い込まれた処理液は、遠心羽根３の回転により開閉を繰り返す内側ステータ５のスリットＳによって乱流を起こすとともに、遠心羽根３と共に回転しながらスリットＳを通過することにより剪断力を受ける。
スリットＳを通過した処理液は、内側ステータ５と外側ステータ６の間の空間部８で混合されるとともに、遠心羽根３の回転により開閉を繰り返す遠心羽根３と外側ステータ６の溝２１、６１により、第２の乱流と剪断を受ける。
そして、ポンプ内で送液と同時に乳化されることから、処理液はすべて一様にポンプ内の構造を通過し、一様な流れの中で回転による剪断力を受けることになり、これにより、処理液は短時間で均一な乳化状態となる。
【００１９】
このように、本実施例の乳化ポンプでは、ポンプ内の密閉構造の中を処理液が流れ、流れの中で乱流と剪断とを２回以上受けることにより、乳化が達成される。
このため、目的の乳化は、ほぼ１回の流通で達成され、また、乳化された処理液はポンプによって送られるので、定量で乳化しつつ送液することが可能となった。
例えば、シリコンオイルと水を重量比１：３でタンクで混合したものを、このポンプで乳化しようとした場合、１パス運転では９μｍの粒子をもつ乳化液を得ることができた（原液９０μｍ）。
また、ポンプ能力として、例えば、流量２５ｍ３／Ｈｒにおいて、２２ｍＨの揚程を有していた。
【００２０】
かくして、本実施例の乳化ポンプは、円筒状ケーシング１の内部に円板状のロータ２を回転可能に配設し、該ロータ２に設けた遠心羽根３により、流入口４から遠心羽根３の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、前記ロータ２の前面に、ロータ２より内側に外周面を有する複数の遠心羽根３を突設し、該遠心羽根３の外周面に摺接する筒状の内側ステータ５をスリットＳを備えて形成するとともに、該内側ステータ５の外側にロータ２の外周面に摺接する筒状の外側ステータ６を配設し、該外側ステータ６の内周面及びロータ２の外周面に、相互に一致する位置で下流側流路７への連通部を形成する複数の溝２１、６１をそれぞれ周方向に断続的に形成することから、遠心羽根３の回転により内側ステータ５のスリットＳが開閉を繰り返し、処理液に乱流を発生させるとともに、遠心羽根３と共に回転する処理液が内側ステータ５のスリットＳを通過する際に剪断力を付与し、さらに、内側ステータ５と外側ステータ６の間で処理液を混合するとともに、遠心羽根３の回転により開閉を繰り返す遠心羽根３と外側ステータ６の溝２１、６１により、処理液に第２の乱流と剪断を付与することができる。
また、ポンプ内で送液と同時に乳化することから、処理液はすべて一様にポンプ内の構造を通過し、一様な流れの中で回転による剪断力を受けることになり、これにより、処理液を短時間で均一な乳化状態とすることができる。
また、それと共に、送液機能があるために、処理液を保持する槽の外部に、配管ラインの一部に設置することができる。一般的な処理液（食品）の処理方法である混合槽で種々の材料を混ぜ、それを乳化する場合に、混合槽よりこの乳化ポンプを通過させ次工程へ送ることができる。
【００２１】
そして、前記遠心羽根３の外周面に、複数の溝３１を周方向に断続的に形成することにより、回転する遠心羽根３の溝３１と内側ステータ５のスリットＳによって、処理液に渦巻きや衝突、キャビテーションを発生させ、乳化をより促進することができる。
また、前記外側ステータ６を、ケーシング１の一部に着脱可能に固定することにより、外側ステータ６を容易に交換することができ、これにより、外側ステータ６の溝６１の大きさや深さ、形状、数等を処理液に応じて変更することができる。
【００２２】
以上、本発明の乳化ポンプについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の乳化ポンプは、ポンプ内で送液と同時に乳化することにより、一様な流れの中で処理液に剪断力を付与し、短時間で均一な乳化状態とすることができるという特性を有していることから、例えば、食品製造や化学工業、医薬工業等の分野において、乳化や粉体の溶解・懸濁の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の乳化ポンプの一実施例を示す断面図である。
【図２】同実施例の乳化ポンプを示す一部断面図である。
【図３】同乳化ポンプを前方から見た一部断面図である。
【図４】ケーシング本体を示し、（ａ）は一部断面側面図、（ｂ）は一部切欠正面図である。
【図５】ロータを示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその一部断面側面図である。
【図６】前面ケーシングと内側ステータを示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）は内側ステータの拡大図である。
【図７】外側ステータを示し、（ａ）はその一部断面側面図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    ケーシング
１１  ケーシング本体
１２  前面ケーシング
１３  後面ケーシング
１４  流出口
１５  メカニカルシール
１６  バンドクランプ
２    ロータ
２１  溝
３    遠心羽根
３１  溝
４    流入口
５    内側ステータ
６    外側ステータ
６１  溝
７    下流側流路
８    空間部
Ｓ  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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